JP2014014272A - 電源システム - Google Patents
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【課題】回路部に何らかの不具合等が生じた状態で電源システムの運転が継続されるのを防止することができる電源システムを提供する。
【解決手段】電源システム1は、系統電源10との連系により電力を供給する電源システムであって、第1の電力を発電する太陽光発電装置2と、第2の電力を発電する燃料電池装置3と、太陽光発電装置2及び燃料電池装置3に対して系統電源10側に位置し、燃料電池装置3と系統電源10との間に電気的に接続される電流センサ9とを備え、燃料電池装置3は、第1の電力と第2の電力との和が構内設備20の負荷電力を上回った場合に、電流センサ9の検出値に基づいて第2の電力が系統電源10に逆潮流しないように、燃料電池装置3からの電力を零に低減させることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】電源システム1は、系統電源10との連系により電力を供給する電源システムであって、第1の電力を発電する太陽光発電装置2と、第2の電力を発電する燃料電池装置3と、太陽光発電装置2及び燃料電池装置3に対して系統電源10側に位置し、燃料電池装置3と系統電源10との間に電気的に接続される電流センサ9とを備え、燃料電池装置3は、第1の電力と第2の電力との和が構内設備20の負荷電力を上回った場合に、電流センサ9の検出値に基づいて第2の電力が系統電源10に逆潮流しないように、燃料電池装置3からの電力を零に低減させることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、系統電源との連系により電力を供給する電源システムに関する。
上記技術分野における従来の電源システムとして、太陽光発電装置と、燃料電池装置等その他の発電装置(以下、「所定の発電装置」という)と、を備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような電源システムには、太陽光発電装置の発電電力が電力供給対象設備の負荷電力を上回った場合に、上回った分の余剰電力を系統電源に供給し、所定の発電装置の運転を停止させる分電盤が回路部として適用される場合がある。このような回路部は、所定の発電装置の発電電力よりも太陽光発電装置の発電電力を優先して電力供給対象設備に供給することを目的とするものである。
しかしながら、上述した回路部に何らかの不具合等が生じることに起因して、太陽光発電装置の発電電力が電力供給対象設備の負荷電力を上回っているにもかかわらず、所定の発電装置の運転が継続されてしまうと、上述した目的を達成することができない。
そこで、本発明は、回路部に何らかの不具合等が生じた状態で電源システムの運転が継続されるのを防止することができる電源システムを提供することを課題とする。
本発明に係る電源システムは、系統電源との連系により電力を供給する電源システムであって、第1の電力を発電する太陽光発電装置と、第2の電力を発電する所定の発電装置と、太陽光発電装置及び所定の発電装置に対して前記系統電源側に位置し、所定の発電装置と系統電源との間に電気的に接続される電流センサとを備え、所定の発電装置は、第1の電力と第2の電力との和が電力供給対象設備の負荷電力を上回った場合に、電流センサの検出値に基づいて第2の電力が系統電源に逆潮流しないように、且つ電力供給対象設備で過不足が生じなくなるように、所定の発電装置からの電力を低減させることを特徴とする。
本発明に係る電源システムは、系統電源との連系により電力を供給する電源システムであって、第1の電力を発電する太陽光発電装置と、第2の電力を発電する所定の発電装置と、太陽光発電装置及び所定の発電装置に対して前記系統電源側に位置し、所定の発電装置と系統電源との間に電気的に接続される電流センサとを備え、所定の発電装置は、第1の電力と第2の電力との和が電力供給対象設備の負荷電力を上回った場合に、電流センサの検出値に基づいて第2の電力が系統電源に逆潮流しないように、所定の発電装置からの電力を零に低減させることを特徴とする。
本発明によれば、回路部に何らかの不具合等が生じた状態で電源システムの運転が継続されるのを防止することができる電源システムを提供することが可能となる。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図1に示されるように、電源システム1は、系統電源10との連系により構内設備(電力供給対象設備)20に電力を供給するものである。電源システム1は、分散電源として、電力(第1の電力)を発電する太陽光発電装置2と、電力(第2の電力)を発電する燃料電池装置(所定の発電装置)3と、システム全体を制御する制御部11と、を備えている。
系統電源10は、配線L1によって分電盤(回路部)4と電気的に接続されている。構内設備20、太陽光発電装置2及び燃料電池装置3は、それそれ、配線L2,L3,L4によって分電盤4と電気的に接続されている。配線L1〜L4は、分電盤4内の接続点P1において配線L1が配線L2,L3,L4に分岐するように接続されている。
分電盤4は、主幹ブレーカ7を有している。主幹ブレーカ7は、配線L1上に設けられている。主幹ブレーカ7は、配線L1に過電流が流れたときに配線L1を遮断し、電源システム1から系統電源10を解列させる。分電盤4と系統電源10との間における配線L1上には、計量器5,6が設けられている。計量器5は、配線L1を介して分電盤4側から系統電源10に供給される電力量を計測する。計量器6は、配線L1を介して系統電源10から分電盤4側に供給される電力量を計測する。
更に、分電盤4は、ブレーカ8a,8b,8cを有している。ブレーカ8a,8b,8cは、それぞれ、配線L2,L3,L4上に設けられている。ブレーカ8aは、配線L2に過電流が流れたときに配線L2を遮断し、電源システム1から構内設備20を解列させる。ブレーカ8bは、配線L3に過電流が流れたときに配線L3を遮断し、電源システム1から太陽光発電装置2を解列させる。ブレーカ8cは、配線L4に過電流が流れたときに配線L4を遮断し、電源システム1から燃料電池装置3を解列させる。
また、分電盤4は、電流センサ9を有している。電流センサ9は、例えば計器用変流器(CT:Current Transformer)であり、主幹ブレーカ7と計量器5,6との間における配線L1上に設けられている。電流センサ9によって、分電盤4側から系統電源10に電力が供給されたときに配線L1を流れる電流(以下、「逆潮流」という)が検出されると、燃料電池装置3に設けられた逆電力継電器(RPR:Reverse Power Relays)によって、燃料電池装置3から分電盤4側に供給される電力が低減される。このとき、場合によっては、燃料電池装置3の運転が停止させられたり、燃料電池装置3についてエラーが表示されたりする。このように、電流センサ9は、逆潮流防止装置として機能する。
太陽光発電装置2は、太陽電池パネル及びパワーコンディショナを有している。太陽電池パネルは、太陽光のエネルギを利用して直流電力を出力する。パワーコンディショナは、太陽電池から出力された直流電力を交流電力に変換する。これにより、太陽光発電装置2は、配線L3を介して分電盤4側に交流電力を出力する。
燃料電池装置3は、改質器、燃料電池セル及びパワーコンディショナを有している。改質器は、LPガス、都市ガス、灯油等の炭化水素燃料を改質して、水素を含有する改質ガスを生成する。燃料電池セルは、改質器によって生成された改質ガス及び空気を用いた発電反応により直流電力を出力する。パワーコンディショナは、燃料電池セルから出力された直流電力を交流電力に変換する。これにより、燃料電池装置3は、配線L4を介して分電盤4側に交流電力を出力する。
以上のように構成された電源システム1の動作について説明する。ここでは、一例として、太陽光発電装置2が3000Wの電力を発電しており、燃料電池装置3が700Wの電力を発電しているものとする。
まず、構内設備20の負荷電力が5000Wである場合、太陽光発電装置2で発電された3000Wの電力は、配線L3及び配線L2を介して構内設備20に供給され、燃料電池装置3で発電された700Wの電力は、配線L4及び配線L2を介して構内設備20に供給される。このとき、構内設備20において不足分となる1300Wの電力は、系統電源10から補われ、配線L1及び配線L2を介して構内設備20に供給される。
次に、構内設備20の負荷電力が3700Wである場合、太陽光発電装置2で発電された3000Wの電力は、配線L3及び配線L2を介して構内設備20に供給され、燃料電池装置3で発電された700Wの電力は、配線L4及び配線L2を介して構内設備20に供給される。このとき、構内設備20では過不足が生じていないため、系統電源10から構内設備20に電力は供給されない。
最後に、構内設備20の負荷電力が2000Wである場合、太陽光発電装置2で発電された3000Wの電力のうち2000Wの電力は、配線L3及び配線L2を介して構内設備20に供給され、残りの1000Wの電力は、余剰電力として、配線L3及び配線L1を介して系統電源10に供給される。このとき、電流センサ9によって逆潮流が検出される。そのため、燃料電池装置3の逆電力継電器によって、燃料電池装置3の運転が停止させられるなどして、燃料電池装置3から分電盤4側に供給される電力が零に低減される。なお、燃料電池装置3の運転を継続して、低減すべき電力を、燃料電池装置3に設けられた貯湯ユニット内の水を加熱するために消費するなどしてもよい。
以上の電源システム1の動作から分かるように、分電盤4は、太陽光発電装置2で発電された電力が構内設備20の負荷電力を上回った場合に、上回った分の余剰電力を系統電源10に供給し、燃料電池装置3から構内設備20に供給される電力を低減する。なお、太陽光発電装置2で発電された電力が構内設備20の負荷電力を下回っていても、太陽光発電装置2で発電された電力と燃料電池装置3で発電された電力との和が構内設備20の負荷電力を上回っていれば、電流センサ9によって逆潮流が検出される。この場合、構内設備20で過不足が生じなくなるように、燃料電池装置3から分電盤4側に供給される電力が低減される。
続いて、制御部11による電源システム1の誤動作防止処理について、図2を参照して説明する。
まず、制御部11は、太陽光発電装置2の発電電力(第1の電力)E(PV)、燃料電池装置3の発電電力(第2の電力)E(FC)及び構内設備20の負荷電力E(L)を通信等により取得する(ステップS1)。続いて、制御部11は、太陽光発電装置2の発電電力E(PV)が構内設備20の負荷電力E(L)以上であるか否かを判断する(ステップS2)。
その判断の結果、太陽光発電装置2の発電電力E(PV)が構内設備20の負荷電力E(L)以上であった場合には、制御部11は、燃料電池装置3の停止指示を出して、燃料電池装置3の運転を停止させる(ステップS3)。一方、太陽光発電装置2の発電電力E(PV)が構内設備20の負荷電力E(L)未満であった場合には、制御部11は、太陽光発電装置2の発電電力E(PV)と燃料電池装置3の発電電力E(FC)との和が構内設備20の負荷電力E(L)以上であるか否かを判断する(ステップS4)。
その判断の結果、太陽光発電装置2の発電電力E(PV)と燃料電池装置3の発電電力E(FC)との和が構内設備20の負荷電力E(L)以上であった場合には、制御部11は、燃料電池装置3の停止指示を出して、燃料電池装置3の運転を停止させる(ステップS3)。一方、太陽光発電装置2の発電電力E(PV)と燃料電池装置3の発電電力E(FC)との和が構内設備20の負荷電力E(L)未満であった場合には、制御部11は、再びステップS1以降の処理を行う。
以上説明したように、電源システム1においては、分電盤4に何らかの不具合等が生じることに起因して、太陽光発電装置2の発電電力が構内設備20の負荷電力を上回っているにもかかわらず、燃料電池装置3から構内設備20への発電電力の供給がそのまま(すなわち、電力が低減されずに)継続されていても、制御部11によって、太陽光発電装置2の発電電力が構内設備20の負荷電力よりも大きい場合に、燃料電池装置3の運転が停止させられる。よって、電源システム1によれば、分電盤4に何らかの不具合等が生じた状態で電源システム1の運転が継続されるのを防止することができる。
更に、制御部11は、太陽光発電装置2の発電電力と燃料電池装置3の発電電力との和が構内設備20の負荷電力よりも大きい場合に、燃料電池装置3の運転を停止させる。分電盤4に何ら不具合等が生じていなければ、太陽光発電装置2の発電電力と燃料電池装置3の発電電力との和が構内設備20の負荷電力を上回っているにもかかわらず、燃料電池装置3から構内設備20への発電電力の供給がそのまま(すなわち、電力が低減されずに)継続されることは、想定されない。よって、電源システム1によれば、分電盤4に何らかの不具合等が生じた状態で電源システム1の運転が継続されるのをより確実に防止することができる。
例えば、図3に示されるように、分電盤4において誤配線が生じた場合に、電源システム1によれば、その誤配線の状態で電源システム1が動作し続けることが防止される。図3においては、分電盤4と構内設備20とを電気的に接続するための配線L2が、接続点P1で配線L1,L3,L4と接続されておらず、接続点P1よりも燃料電池装置3側に位置する接続点P2で配線L4と接続されている。そして、電流センサ9が、接続点P1と接続点P2との間における配線L4上に設けられている。
このような誤配線が分電盤4に生じていると、太陽光発電装置2の発電電力が構内設備20の負荷電力を上回っていても、配線L1において逆潮流が検出されないから、燃料電池装置3から構内設備20への発電電力の供給がそのまま(すなわち、電力が低減されずに)継続される。また、太陽光発電装置2の発電電力と燃料電池装置3の発電電力との和が構内設備20の負荷電力を上回っていても、燃料電池装置3の発電電力が構内設備20の負荷電力を上回らない限り、配線L1において逆潮流が検出されないから、燃料電池装置3から構内設備20への発電電力の供給がそのまま(すなわち、電力が低減されずに)継続されることになる。
上述した制御部11は、このような誤配線が分電盤4に生じた状態で電源システム1の運転が継続されるのを確実に防止する。ちなみに、図3に示される分電盤4の配線においては、燃料電池装置3の発電電力が構内設備20の負荷電力を上回った場合に、電流センサ9によって、接続点P2側から接続点P1側に電力が供給されたときに配線L4を流れる電流が検出される。その結果、燃料電池装置3の逆電力継電器によって、燃料電池装置3から分電盤4側に供給される電力が低減される。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、電源システム1は、燃料電池装置3に代えて、ガスエンジン発電装置等、所定の発電装置を備えていてもよい。ただし、所定の発電装置が燃料電池装置3であると、所定の発電装置から構内設備20への発電電力の供給を安定的に効率良く実施することができる。
1…電源システム、2…太陽光発電装置、3…燃料電池装置(所定の発電装置)、4…分電盤(回路部)、9…電流センサ、10…系統電源、20…構内設備(電力供給対象設備)。
Claims (2)
- 系統電源との連系により電力を供給する電源システムであって、
第1の電力を発電する太陽光発電装置と、
第2の電力を発電する所定の発電装置と、
前記太陽光発電装置及び前記所定の発電装置に対して前記系統電源側に位置し、前記所定の発電装置と前記系統電源との間に電気的に接続される電流センサとを備え、
前記所定の発電装置は、前記第1の電力と前記第2の電力との和が電力供給対象設備の負荷電力を上回った場合に、前記電流センサの検出値に基づいて前記第2の電力が前記系統電源に逆潮流しないように、且つ電力供給対象設備で過不足が生じなくなるように、前記所定の発電装置からの電力を低減させることを特徴とする電源システム。 - 系統電源との連系により電力を供給する電源システムであって、
第1の電力を発電する太陽光発電装置と、
第2の電力を発電する所定の発電装置と、
前記太陽光発電装置及び前記所定の発電装置に対して前記系統電源側に位置し、前記所定の発電装置と前記系統電源との間に電気的に接続される電流センサとを備え、
前記所定の発電装置は、前記第1の電力と前記第2の電力との和が電力供給対象設備の負荷電力を上回った場合に、前記電流センサの検出値に基づいて前記第2の電力が前記系統電源に逆潮流しないように、前記所定の発電装置からの電力を零に低減させることを特徴とする電源システム。
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